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첨단과학-IT 접목한 신기술로 돈뇨 활용해 친환경 비료개발
저탄소 녹색자원화 통해 녹색성장 이끄는 6차 산업
가축분뇨 자원화 시설이용 복지농촌 추구 파란불
정부와 지자체 차원에서 주민 숙원사업 해결 전망
 
경북 영천시 대창면 맥섬석GM(주) 곽성근 회장

고농도 폐기물로 분류되어 그동안 해양에 버려지던 가축분뇨가 기능성 퇴비나 액체비료로 재활용되며 녹색성장 실현에 화두로 떠오르고 있다.

더욱이 고질적인 축산분뇨 투기로 악취는 물론 농가의 축분에 대한 혐오감으로 인한 님비현상이 도마위에 오르며, 그에 따른 벤처기업의 연구개발(R&D)이 가열차다. 

축분에 대한 경종 농업의 활용체계 미구축으로 혼선과 민원발생으로 골머리를 앓으며, 일선 지자체의 대책 마련이 요원하다.

이같은 환경분쟁과 지역 주민들의 숙원사업에 한 중소업체가 ‘가축분뇨 자원화 시설’을 갖추고 청정지대를 꾀하고 있어 장안의 화제다.

화제의 기업은 맥섬석GM(주.www.macsumsuk.co.kr, 회장 곽성근)의 축분뇨 자원화 사업으로 경북 영천시 대창면 사리리 432번지에서 맥섬석을 활용한 친환경 비료생산과 축분 고액분리기, 슬러지 처리기술, 세라믹스 플랜트 필터 등이며 독보적인 환경기술로 평가된다.

녹색자원화 사업장은 시대적 요구에 발맞춰 저탄소 녹색성장에 필요한 친환경 농자재의 개발을 통해 저비용으로 효율적인 복지농촌을 추구하기 위한 기반 사업장이다.

기존의 농촌환경의 저해적 요소로 지목받고 있는 대규모 축산시설의 친환경적인 운영을 위한 정화시설, 지속적인 농업을 위한 농업생태계 회복을 위해 각종 친환경농자재의 개발 및 생산이 활발하다.

우리의 농촌도 지속적이고 행복된 생활을 누리는 복지농촌의 초석이 되고자 하는 바람이 관련업계의 비전이다.

농업활동에 수반하여 발생되는 농업폐기물에는 농산부산물, 임산부산물, 가축분뇨 폐영농자재 등이 있다.

이들은 유기성 물질로서 비료성분이 다량 함유돼 자원화가 가능한 것으로 파악돼 청신호를 예고한다.

이중 비료원과 토양개량제로 사용이 가능한 가축분뇨의 하루 발생량은 2007년 기준으로 약 15만8,000여t에 이르고 있다.

단일 축종별로는 한우가 26%로 돼지 39%의 다음을 기록하며, 젖소 닭의 순으로 돼지가 가장 많은 비중을 차지하고 있다.

이러한 돈분뇨 처리는 현재 건조 토양정화 및 활성 오니법과 같은 정화처리나 해양투기 및 자원화 등으로 이뤄진다.

양돈산업에 있어 가축분뇨 문제는 가축 분뇨를 어떻게 처리할 것인가란 문제를 넘어 환경문제와 더불어 양돈산업의 존폐를 좌우하는 중요한 문제가 될 전망이다.

가축분뇨는 적절한 처리를 거치면 작물이 필요로 하는 영양분을 충족시킬 수 있는 유기질 비료로 선호한다.

토양개량제로서도 훌륭한 역할을 하는 유익한 자원이지만 가축분뇨 자체로는 혐오감과 악취, 유해 병원균 등으로 직접적인 이용에 장애가 있는 폐기물로써의 측면이 있다.

따라서 가축분뇨로부터 기인되는 환경문제를 해결하기 위해 가축분뇨를 자원화한뒤 이를 적절하게 이용하는 방안이 필요하다.

환경오염은 주로 생활 폐수, 산업폐수, 축산분뇨로 구분이 된다. 그중 생활폐수가 총 발생 비율의 60%를 차지하고 있다.

축산분뇨는 0.6%로 매우 미미한 양이나 오염기여도에서는 축산분뇨의 오염 부하량이 높아 15.1%를 차지하고 있다.

축산분뇨는 질소(N)와 인(P)의 비율이 높아 처리에 어려움이 많으며, 축산분뇨가 환경에 미치는 영향은 여러 가지 양상으로 나타난다.

분뇨 중의 영양염류인 질소와 인, 고형물, 침전물, 부유물질 등에 의한 하천 및 호수의 수질오염, 지하수 오염, 토양 내 영양성분의 과잉축적, 축산농가 및 축산분뇨 처리과정에서 발생하는 악취, 산성비 및 지구온난화의 원인이 되는 H2S,NOx, NH3,CH4가스의 발생 등이 그 예가 될 수 있다.

현재 축산농가에서는 상당량의 축산폐수를 해양투기에 의존하고 있어 국제적으로 문제시되고 있다.

해양투기량 중 하수처리 및 축산폐수의 통계치는 줄잡아 총 투기량의 40% 이상을 차지하고 있다.

해양수산부는 2005년 기준 992만9,000여t의 해양 투기량을 2011년까지 4,000여t으로 2005년 기준 992만9,000여t의 해양투기량을 2011년까지 400백만t으로 2005년 기준 50% 이하 수준으로 감축시킬 구상이다.

2012년부터 축산폐수의 해양배출 및 투기를 전면 금지할 방침으로 2012년 후에는 축산폐수 처리에 있어 대란이 예상된다.

가축분뇨가 아무리 귀중하다 할지라도 철저한 관리를 하지 않으면 환경오염의 물질로 전락될 공산이 크다.

막대한 시설과 비용을 투입하여 처리 가공하는 것보다 유기자원으로서 활용도를 개선해 무기질 비료 시용감소에 따른 비용절감과 고부가 농자재 개발로 친환경 농업 기반구축에 활용된다. 농산물 시장 개발에 따른 대외적인 경쟁력 또한 확보할 수 있다.

개발 기술은 축산폐수에 한정된 기술이 아니라, 폐수처리 및 폐기물 처리기술로 응용가능하다.

따라서 천연자원의 활용도를 높여 다양한 분야로의 소비를 증대시킨다.

가축분뇨는 친환경 자재로서 축산 농가별 처리에는 저효율 고비용의 처리시설보다 기업주관아래 대량으로 고효율 처리함으로써 지자체의 축분자원화 사업과 연계, 효율성을 높이고 축분뇨의 활용성을 증대시킨다.


<국내 굴지의 맥섬석GM그룹(주)의 본사 전경>

화제의 기업 맥섬석그룹이 선보인 처리공정의 주요 특징은 천연광물의 혼합공정을 통해 물리화학적 처리과정을 거쳐 천연광물을 고분자 응집제의 대체재료로 사용해 돈뇨중 유기물을 응집 및 결합작용으로 제거한다.

고급산화 공저에서는 무균화가 가능하며, 자외선과 오존 발생장치를 이용해 살균 탈색 탈취기능을 갖추고 있다.

여과공정의 물리화학적 처리를 통해 맥섬석 활성탄 및 바이오세라믹을 원통에 채워 통과시키므로 미세부유물을 제거할 수 있다.

돈분뇨처리 슬러지와 천연광물을 활용한 상토개발은 가히 독보적이다. 돈분의 경우 수분이 높고 단백질 성분이 높아 악취와 완숙 퇴비화가 어려운 실정이다.

이에 맥섬석GM그룹의 노하우는 돈뇨처리시 발생되는 바이오슬러지를 천연광물과 혼합하여 인공토양으로 재활용 및 100% 자원순환화를 거쳐 제오라이트에 의해 악취성분인 암모니아(NH3)를 완전히 제거한다.

계열내 EGM미생물연구소의 이동훈 박사는 "석회에 의한 악취성분 휘산 및 살균작용 등이 탁월하다."면서 "생물학적 공정과 맥섬석 공정의 원리 및 특성을 비교하면 차별화가 가능하다"고 말했다.

유기물질의 미생물 분해에 따른 암모니아와 이산화탄소(CO2)가 다량 발생하며 장기간의 공정이 필요하지만 에너지 소비가 증가한다는 점이다.

폭기공정 전 천연광물을 활용하여 중금속 악취물질 및 유기물을 제거해 이산화탄소 발생을 감소시키며 저탄소 녹색성장의 몫을 더하고 있다.

2차로 고급산화 공정으로 유해요소와 탁도를 제거하며, 3차는 바이오세라믹의 여과공정으로 미세유기물을 제거하는데 탁월하다.

활성 슬러지법과 맥섬석 공정의 특성을 비교해 보면 확연하게 차별화된다.

현재 축산농가에 주로 설치된 폭기공정은 장기간 공기를 불어넣어 돈뇨 중 유기물을 산화적 방법으로 제거하면, 분해된 유기물은 CO2로 전환되어 대기중으로 휘산된다.

맥섬석 공정은 1차적으로 천연광물로 유기물을 제거하므로 이산화탄소의 발생량을 줄이고, 공정기간의 단축이 가능하며 침전물은 수거해 토양개량제 및 인공상토로 개발돼 사용하고 있다.
개발기술은 생물학적 방법에서 장기간 폭기처리로 인한 에너지 소비 및 공정 소요기간이 많이 적용되는 문제점을 개선해 천연재료를 활용한 물리화학적 방법을 주로 활용, 빠른시간에 효율적으로 처리할 수 있는 기술이다.
 
폐자원인 축산분뇨를 친환경농자재로 개발해 저탄소 녹색성장을 위한 우수한 기술로서 액비의 경우 무균, 무취 및 균질물질로써 점적호수 및 스프링클러를 통한 살포도 가능하다.

축분자원화 사업의 필요성 역시 농업생산성 향상을 위한 집약농업과 기업형 축산은 다양한 오염원으로 작용함으로 환경보호 차원에서 큰 문제점으로 지적된다.

작물의 생산력은 다양한 인자에 의해 영향을 받지만, 토양생태계의 회복과 사용재료의 효율 증가가 수량 증진의 주요 요인으로 인식되고 있다.

일반적으로 유기성 비료는 양분의 지속적인 공급기능으로 환경에 친화적인 것으로 알려져 있으나 축분 퇴비의 경우는 비견된다.

즉, 충분한 부숙공정을 거치지 않은 관계로 토양표면에 시비된 축분퇴비는 악취를 발생시키며 빗물 및 관개수에 의해 쉽게 유실돼 하천 및 주변 농경지를 오염시키는 결과를 가져오게 돼 농가에서 사용을 기피하는 원인이 되고 있다.

우리나라의 연간 분뇨 발생량은 약 4천200만t 정도에 이른다.
이중 돼지 분뇨의 발생량이 1,800만t으로 전체의 약 42%를 차지하고 있다.

배합사료의 원료가 되는 곡물 등의 수입의존도마저 높다.
이는 국내로의 유기물 유입증가로 탄소배출량이 증가돼 환경 부하량의 증가를 가져오고 있다.
축산분뇨 처리에 사용되는 기술을 보면, 축산농가에서 발생된 분뇨는 6개월 이상 저장조에 저장했다가 액비로 살포하거나 해양투기를 하는게 고작이다.

일부 농가의 경우 많은 시설비를 투자해 설치된 폐수처리 시설을 통해 호기성 처리후 고액분리후 고상축분은 발효과정을 통해 퇴비 제품으로 생산된다.

그대로 주변 농지에 살포하여 처리하고 있는 실정이나 악취와 과량사용에 따른 농경지 주변 오염 등이 문제시되어 기피하고 있다.

가축분뇨는 식물생장에 필요한 종합영향제로 익히 알려졌다.

가축분뇨의 궁극적인 자연순환 체계는 가축분뇨가 퇴비 액비의 형태로 농경지에 환원돼 곡물과 사료를 생산하는 밑거름이 된다.

농경지로부터 생산된 사료 또는 조사료가 가축사육에 이용되며, 가축은 축산물과 함께 지력증진에 필요한 분뇨를 생산하는 체계를 유지하는 것이다.

가축분뇨 발생량은 2002년 기준 연간 3천242만8,000톤에 이르며, 이를 비료자원으로 활용할 경우 우리나라 화학비료 소요량의 상당부분을 대체할 수 있다.

유통되고 있는 친환경 농자재의 경우 원료를 대부분 외국에서 수입하여 해당 제품을 생산,출시한다.

원료의 안전성에 대한 확인이 어려우며, 무분별하게 수많은 영세업체가 친환경 농자재라고 말하면서 시장에 참여하고 있어 품질관리에 난맥상을 갖고 있다.

안전성 효율성 기능성 및 경제성을 동시에 만족시킬 수 있는 기술의 개발은 매우 시급한 형편이다.

일련의 과정에서 국내 자원의 효율성 증대를 위한 천연자원을 활용한 친환경 농자재의 개발이 더욱 필요한 시점이다.

2007년도 기준으로 전국의 친환경 농산물 인증 현황에서 131,4 60호에 인증 면적은 122,882ha, 인증량 1,785,874t으로 해마다 늘어나는 것으로 집계된다.

최근에는 환경친화성 노동절약성 무공해성 등을 만족할 수 있는 친환경농업의 실현에 관심과 노력이 집중된다.

유기질비료 완효성 비료, 기능성 퇴비, 유기농법, 수경재배 등 다양한 기법과 기술들이 개발도입돼 친환경 농업의 실현에 일조하고 있다.
 
이와 달리, 식품안전성에 대한 관심 증가로 친환경 농업이 성장하면서 화학비료 수요는 감소하는 반면 친환경자재에 대한 수요는 증가하고 있다.

전반적인 상황에 따라 맥섬석을 활용한 효과는 기대이상의 실익을 점칠 수 있다.

친환경농자재로 생산판매가 가능하다.
가축분뇨가 아무리 귀중한 유기자원이라도 철저한 관리를 하지 않으면 환경오염 물질로 둔갑한다.

막대한 시설과 비용을 투입해 처리 가공하는 것보다 유기자원으로써 활용도를 개선해 무기질비료 시용감소에 따른 비용절감과 고부가 농자재 개발로 상종가를 예고한다.

친환경농업 기반구축에 활용되어 농산물 시장개방에 따른 대외적인 경쟁력을 확보할 수 있다.
천연자원의 고기능성을 소재화로 하여 다양한 분야에서 소비가 이뤄지며, 개발기술은 축산폐수에 한정된 기술이 아니라, 폐수처리 및 폐기물 처리기술로 응용이 가능하다.

천연자원의 활용도를 높여 다양한 분야로의 소비도 증대시킨다.

친환경농자재 개발은 환경친화적형 사업으로 지역 자치단체의 지원이 가능하며, 상토는 분갈이용 흙 또는 옥상조경을 위한 인공토양으로 다양한 용도로 사용한다.

기능성 물질 첨가로 고부가가치의 응용제품 생산이 가능하며, 축분뇨를 농경지에 되돌려 주는 순환농업으로 녹색성장 달성을 앞당기고 있다.

우량친환경 농자재 생산으로 화학비료의 사용량 감소와 고품질의 농산물 생산으로 농가소득을 증대시킬 수 있다.

폐화석에서 추출된 석회 및 천연광물에서 추출된 다양한 미량원소의 공급은 농작물의 품질을 높여 농가소득 증가에 기여할 전망이다. 

타의 추종을 불허하는 자사 기법은 하천 방류수의 수준처리 장치 및 처리수의 자원화를 가져오기에 충분하다는 자평이다.

부존광물의 고부가치화 및 자원활용 극대화와 안전성이 높은 농자재 생산을 통해 작물의 최적영양 공급, 액비의 질적개선이 가능하다.

천연자원의 고기능성을 소재화하여 다양한 분야에서 소비하며, 고품질 농산물 생산으로 농산물의 경쟁력 제고 및 친환경 농업을 실현할 수 있다.

무엇보다 맥섬석의 효과 검정에서는 과거 수년간 천연무기재료를 이용한 축분뇨의 자원화 사업을 위해 실험실 기준으로 돈뇨에 바이오세라믹 또는 천연광물인 맥섬석, 제올라이트, 폐화석 등을 다양한 조건에서 효과를 조사하고 있다.

그 결과 탁도제거 및 상토의 악토제거에 매우 효과적인 것으로 나타났다.

맥섬석의 물을 맑게 하는 청징효과를 알아보기 위해 과일을 넣은 플라스크에 맥섬석을 넣은 것과 넣지 않은 것을 비교한 결과 맥섬석을 넣은 처리구가 맑은 것을 검증할 수 있었다.

이온라이트(맥섬석 상토) 효과를 시험하기 위해 일반 상토에 일정 비율별로 맥섬석 상토를 혼합해 배추의 생육을 조사한 결과, 혼합비가 50%까지 증가할수록 성장이 우수한 것으로 나타났다.

저온기간에는 이온라이트 처리로 식물종자의 발아가 빨라지는 것을 확인할 수 있었다.


맥섬석GM그룹(www.mssyh.com) 기획조정실의 곽치훈 이사는 “일련의 선행연구를 통해 지금까지 가축분뇨를 유기비료로서 한정된 범위에서 사용됐으나, 다양한 기능성을 가진 천연광물과의 적정한 비율에 의한 혼합으로 악취제거 등과 같은 다양한 성과를 얻을 수 있었다”고 강조했다.

곽 이사는 자사의 경우 은탑산업훈장을 비롯 대통령 직속 중소기업특별위원장상을 연거푸 수상한데 이어 국무총리상, 산자부 장관상 2회, 경북중소기업 대상, 대한민국소비자만족 경영대상, 한국을 빛낸 기업인 대상, 환경부 장관상 등 각계로부터 격려와 수상이력을 들어 신뢰를 전했다.

맥섬석GM에서 생산하는 제품은 토질개선과 지력강화 성장을 촉진하는 이온라이트와 과수 과채 원예용의 액상비료로 활용되는 이온비타맥이 불티나게 시판 중이다.

게다가 소성후 가공돼 뿌리의 활력을 증대시켜주는 이온칼맥과 천연광물을 고온처리한 활성화 비료의 이온골드맥 등 상당수에 이른다.

특허청으로부터 받은 ‘맥섬석 분말의 첨가에 의한 상온에서의 미생물 장기보존 방법’(특허 제0453947호)과 ‘맥섬석 세라믹 담체 비료 및 그의 제조 방법’(특허 제10-0945133호)이 빛을 발휘하고 있다.

특허청은 올 2월에도 특허 제10-0945133호의 맥섬석 세라믹 담체 비료 및 그의 제조 방법을 출원받아 마침내 특허등록 원부에 등록했다.

출시한 제품을 사용한바 있는 정선군 화남면의 김진희 씨는 “무름병이 없으며 썩는 것도 다시 뿌리를 내린다”고 밝혀 효용가치를 입증했다.

강릉시 왕산면의 임종민 씨도 “입수가 많고 색깔이 좋다”고 밝혔으며, 고랭지 배추농사를 짓고 있는 태백시 상사미 매봉산의 조익래 씨는 “단단하고 색깔이 좋으며, 맛이 달고 고소하다. 그리고 유통기간이 길다. 이것이 첫째”라고 품평했다.

그 외 영천시 화산면 석촌2리의 김재권 씨는 ‘육묘재배’와 경북 농업기술원 육묘시험장 등에서도 소기의 성과를 거뒀다.

곽성근 회장은 “돈뇨를 활용한 환경친화적인 비료개발을 통해 녹색성장을 이끄는 6차 산업은 물론 과학과 IT가 접목한 신기술 전망은 매우 밝다”고 강조했다.

곽 회장은 특히 "축산분뇨의 자원화를 통해 농업부산물을 재활용하고, 친환경농업과 유기농업의 기반을 조성한다는데 큰 의의가 있다”고 전제한뒤 “2012년 가축분뇨의 해상폐기 금지에 따른 축산분뇨 자원화 시장을 선점해 친환경 기업으로 입지를 확고히 하겠다”며 미래 비전을 제시했다.
<권병창 기자/서원진 특집기자>

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